本實用新型屬于特種作業(yè)車輛的控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于CAN和ModBus總線控制技術(shù)的多功能抑塵車。

背景技術(shù)：

隨著交通運輸車輛尾氣、工業(yè)工廠廢氣和城市民用生活爐灶及取暖鍋爐廢氣的排放加劇，空氣污染造成的環(huán)境問題日益凸顯。霧霾和沙塵現(xiàn)象也越來越成為政府及民眾關(guān)注的焦點。能夠通過噴灑抑塵固化劑等噴灑液實現(xiàn)抑制揚塵污染的特種車輛——抑塵車也應運而生。目前，行業(yè)內(nèi)的多功能抑塵車依據(jù)驅(qū)動類型可分為三類：CNG驅(qū)動抑塵車、全液壓驅(qū)動抑塵車和發(fā)電機組驅(qū)動抑塵車。

CAN是控制器局域網(wǎng)絡(Controller Area Network，CAN)的簡稱，是由以研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國BOSCH公司開發(fā)的，并最終成為國際標準（ISO 11898），是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。與一般的通信總線相比，CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。由于其良好的性能及獨特的設計，CAN總線越來越受到人們的重視。它在汽車領(lǐng)域上的應用最為廣泛。

ModBus是由Modicon在1979年實用新型的，是全球第一個真正用于工業(yè)現(xiàn)場的總線協(xié)議。ModBus協(xié)議是應用于電子控制器上的一種通用語言。它已經(jīng)成為一種通用工業(yè)標準。協(xié)議支持傳統(tǒng)的RS-232、RS-422、RS-485和以太網(wǎng)設備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是利用CAN總線和ModBus總線技術(shù)來替代傳統(tǒng)的檢測和控制方法，提供一種基于CAN和ModBus總線控制技術(shù)的多功能抑塵車，該裝置具有特種作業(yè)過程更加安全，整車線束更加整潔，控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定，顯示內(nèi)容更加豐富，人機交互更加便捷和故障排查更加容易的特點。

為實現(xiàn)以上目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：一種基于CAN和ModBus總線控制技術(shù)的多功能抑塵車，包括車體、罐體、抑塵裝置和控制系統(tǒng)，所述抑塵裝置包括霧炮，所述罐體和抑塵裝置分別設置在車體的中部和尾部，所述控制系統(tǒng)包括觸摸顯示設備、遙控器、GPS模塊、發(fā)電機組組件、漏電檢測設備、罐體水量檢測元件、主控制器、轉(zhuǎn)換器一、風機變頻器、風機電機、轉(zhuǎn)換器二、風機漏電斷路器、藥泵漏電斷路器、藥泵變頻器、藥泵電機、霧炮位置檢測元件和液壓系統(tǒng)。

所述觸摸顯示設備、遙控器和GPS模塊設置在車體駕駛室內(nèi)；觸摸顯示設備通過轉(zhuǎn)換器一連接主控制器，觸摸顯示設備用于操作人員輸入作業(yè)命令以及接收并顯示抑塵車各部件的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)；遙控器用于車輛定點作業(yè)時向主控制器進行遠距離發(fā)送命令；GPS模塊用于實時獲取抑塵車的運行狀態(tài)和作業(yè)路線并傳輸至云端進行監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，以及接收云端傳來的指令并通過CAN總線傳輸至主控制器。

所述發(fā)電機組組件和漏電檢測設備設置在車體駕駛室和罐體之間的車體上，漏電檢測設備安裝在發(fā)電機組組件的下端，所述發(fā)電機組組件包括發(fā)電機組控制器和三相電源，發(fā)電機組控制器通過轉(zhuǎn)換器二連接主控制器，發(fā)電機組控制器用于控制抑塵車發(fā)動機的開停機、數(shù)據(jù)檢測和故障保護以及發(fā)電機電量測量和電量保護；三相電源輸出端一依次通過風機漏電斷路器和風機變頻器連接風機電機，用于為風機電機提供驅(qū)動力；三相電源輸出端二依次通過藥泵漏電斷路器和藥泵變頻器連接風機電機，用于為藥泵電機提供驅(qū)動力；三相電源的輸出端三連接液壓系統(tǒng)，用于為液壓系統(tǒng)提供驅(qū)動力；漏電檢測設備用于檢測抑塵車工作過程中是否存在漏電安全隱患，并將漏電信號發(fā)送給主控制器。

所述風機漏電斷路器和藥泵漏電斷路器設置在車體尾部下端的控制柜內(nèi)，風機漏電斷路器用于風機主回路發(fā)生漏電安全隱患時，自動切斷電源，所述風機變頻器和風機電機設置在霧炮內(nèi)部，風機變頻器用于根據(jù)主控制器調(diào)整信息調(diào)整風機電機工作狀態(tài)；藥泵漏電斷路器用于藥泵主回路發(fā)生漏電安全隱患時，自動切斷電源，所述藥泵變頻器和藥泵電機設置在抑塵裝置底部和車體之間，藥泵變頻器用于根據(jù)主控制器調(diào)整信息調(diào)整藥泵電機工作狀態(tài)。

所述罐體水量檢測元件設置在罐體內(nèi)部，罐體水量檢測元件用于檢測罐體內(nèi)貯存的水量，并將水量信息發(fā)送給主控制器；所述霧炮位置檢測元件和液壓系統(tǒng)設置在抑塵裝置下部；霧炮位置檢測元件用于檢測抑塵車工作過程中霧炮的實時位置，并將霧炮位置信息發(fā)送給主控制器；液壓系統(tǒng)用于實現(xiàn)抑塵車工作過程中抑塵裝置舉升回落和左右旋轉(zhuǎn)動作。

所述主控制器、轉(zhuǎn)換器一和轉(zhuǎn)換器二設置在車體尾部下端的控制柜內(nèi)，主控制器信號輸入端導線連接罐體水量檢測元件、遙控器、漏電檢測設備和霧炮位置檢測元件，主控制器信號輸出端導線連接液壓系統(tǒng)，主控制器用于接收罐體水量檢測元件、遙控器、漏電檢測設備和霧炮位置檢測元件發(fā)送的抑塵車的運行狀態(tài)信息，并向液壓系統(tǒng)發(fā)送動作指令，主控制器在CAN總線通道一內(nèi)分別連接GPS模塊、通過轉(zhuǎn)換器一連接觸摸顯示設備和通過轉(zhuǎn)換器二連接發(fā)電機組控制器，主控制器用于與GPS模塊、觸摸顯示設備和發(fā)電機組控制器進行數(shù)據(jù)交換；轉(zhuǎn)換器一用于主控制器在ModBus協(xié)議環(huán)境下與觸摸顯示設備進行實時的數(shù)據(jù)交換；轉(zhuǎn)換器二用于主控制器在ModBus協(xié)議環(huán)境下與發(fā)電機組控制器進行實時的數(shù)據(jù)交換；主控制器在CAN總線通道二內(nèi)分別連接風機變頻器和藥泵變頻器，主控制器用于與風機變頻器和藥泵變頻器進行數(shù)據(jù)交換。

作為本實用新型基于CAN和ModBus總線控制技術(shù)的多功能抑塵車進一步改進，所述轉(zhuǎn)換器一和轉(zhuǎn)換器二均采用CAN-RS485轉(zhuǎn)換器。

有益效果

1、本實用新型抑塵車利用CAN總線和ModBus總線技術(shù)來替代傳統(tǒng)的檢測和控制方法，本實用新型的抑塵車設置有風機漏電斷路器、藥泵漏電斷路器和漏電安全檢測設備，發(fā)生漏電安全隱患時，主回路的漏電斷路器會自動切斷，避免觸電事故。漏電安全檢測設備用于檢測抑塵車工作過程中風機和水泵主回路是否存在漏電安全隱患，主控制器得到漏電檢測設備發(fā)出的漏電信號，及時斷開風機變頻器和藥泵變頻器控制回路，避免因漏電斷路器損壞而未能及時脫開的危險情況，進而使得特種作業(yè)過程更加安全。

2、本實用新型抑塵車基于CAN總線和ModBus總線技術(shù)，使得總線上節(jié)點部件數(shù)量在理論上無限制，觸摸顯示設備可以從主控制器中獲取各個部件的信息，如漏電信息、霧炮位置信息、罐體水量和發(fā)電機組轉(zhuǎn)速等信息，因此顯示內(nèi)容更加豐富。

3、本實用新型設置有遙控器和可觸摸的顯示設備，可以實現(xiàn)遠距離遙控操作及駕駛室人工操作，因此人機交互更加便捷。

4、由于CAN協(xié)議執(zhí)行非集中化總線控制，所有主要通信包括總線讀取控制，在系統(tǒng)中分幾次完成，這是實現(xiàn)有較高可靠性的通信系統(tǒng)的方法，因此本實用新型抑塵車可靠性強，控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定。

5、本實用新型抑塵車CAN總線的各節(jié)點都可以根據(jù)總線訪問優(yōu)先權(quán)采用無損結(jié)構(gòu)逐位仲裁的方式競爭向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，且CAN協(xié)議廢除了站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)進行編碼，這可使不同的節(jié)點抑塵車各個部件同時接收到相同的數(shù)據(jù)，這些特點使本實用新型抑塵車的數(shù)據(jù)通信實時性更強。

6、抑塵車控制系統(tǒng)的CAN節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點的操作不受影響，從而保證不會出現(xiàn)像在傳統(tǒng)RS-485網(wǎng)絡中，因個別節(jié)點出現(xiàn)問題，使得控制系統(tǒng)總線處于死鎖狀態(tài)，而且為了界定故障，在每個總線單元中都設有兩個計數(shù)，抑塵車的各部件故障排查更加容易。

附圖說明

圖1為本實用新型基于CAN和ModBus總線控制技術(shù)的多功能抑塵車的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型基于CAN和ModBus總線控制技術(shù)的多功能抑塵車的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖中標記：1、觸摸顯示設備，2、遙控器，3、GPS模塊，4、發(fā)電機組組件，5、漏電檢測設備，6、罐體水量檢測元件，7、主控制器，8、轉(zhuǎn)換器一，9、風機變頻器，10、轉(zhuǎn)換器二，11、風機漏電斷路器，12、藥泵漏電斷路器，13、藥泵變頻器，14、霧炮位置檢測元件，15、液壓系統(tǒng)。

具體實施方式

為了使本實用新型的技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。

如圖所示：本實用新型提供一種基于CAN和ModBus總線控制技術(shù)的多功能抑塵車，包括車體、罐體、抑塵裝置和控制系統(tǒng)，所述抑塵裝置包括霧炮，所述罐體和抑塵裝置分別設置在車體的中部和尾部，所述控制系統(tǒng)包括觸摸顯示設備1、遙控器2、GPS模塊3、發(fā)電機組組件4、漏電檢測設備5、罐體水量檢測元件6、主控制器7、轉(zhuǎn)換器一8、風機變頻器9、風機電機、轉(zhuǎn)換器二10、風機漏電斷路器11、藥泵漏電斷路器12、藥泵變頻器13、藥泵電機、霧炮位置檢測元件14和液壓系統(tǒng)15。

觸摸顯示設備1、遙控器2和GPS模塊3設置在車體駕駛室內(nèi)；觸摸顯示設備1通過轉(zhuǎn)換器一8連接主控制器7，觸摸顯示設備1用于操作人員輸入作業(yè)命令以及接收并顯示抑塵車各部件的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)；遙控器2用于車輛定點作業(yè)時向主控制器7進行遠距離發(fā)送命令；本實用新型抑塵車設置有遙控器2和可觸摸的顯示器，可以實現(xiàn)遠距離遙控操作及駕駛室人工操作，因此人機交互更加便捷；GPS模塊3用于實時獲取抑塵車的運行狀態(tài)和作業(yè)路線并傳輸至云端進行監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，以及接收云端傳來的指令并通過CAN總線傳輸至主控制器7，本實用新型抑塵車基于CAN總線和ModBus總線技術(shù)，使得總線上節(jié)點部件數(shù)量在理論上無限制，觸摸顯示設備1可以從主控制器7中獲取各個部件的信息，如漏電信息、霧炮位置信息和罐體水量等信息，因此顯示內(nèi)容更加豐富。

本實用新型抑塵車CAN總線的各節(jié)點都可以根據(jù)總線訪問優(yōu)先權(quán)采用無損結(jié)構(gòu)逐位仲裁的方式競爭向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，且CAN協(xié)議廢除了站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)進行編碼，這可使不同的節(jié)點抑塵車各個部件同時接收到相同的數(shù)據(jù)，這些特點使本實用新型抑塵車的數(shù)據(jù)通信實時性更強。

發(fā)電機組組件4和漏電檢測設備5設置在車體駕駛室和罐體之間的車體上，漏電檢測設備5安裝在發(fā)電機組組件4的下端，所述發(fā)電機組組件4包括發(fā)電機組控制器和三相電源，發(fā)電機組控制器通過轉(zhuǎn)換器二10連接主控制器7，發(fā)電機組控制器用于控制抑塵車發(fā)動機的開停機、數(shù)據(jù)檢測和故障保護以及發(fā)電機電量測量和電量保護；三相電源輸出端一依次通過風機漏電斷路器11和風機變頻器9連接風機電機，用于為風機電機提供驅(qū)動力；三相電源輸出端二依次通過藥泵漏電斷路器12和藥泵變頻器13連接風機電機，用于為藥泵電機提供驅(qū)動力；三相電源的輸出端三連接液壓系統(tǒng)15，用于為液壓系統(tǒng)15提供驅(qū)動力；漏電檢測設備5將漏電信號發(fā)送給主控制器7，發(fā)生漏電安全隱患時，主回路的風機漏電斷路器11和藥泵漏電斷路器12會自動切斷，避免觸電事故。主控制器7得到漏電檢測設備5發(fā)出的漏電信號，及時斷開風機變頻器9和藥泵變頻器13控制回路，避免因風機漏電斷路器11和藥泵漏電斷路器12損壞而未能及時脫開的危險情況，進而使得特種作業(yè)過程更加安全。

風機漏電斷路器11和藥泵漏電斷路器12設置在車體尾部下端的控制柜內(nèi)，風機漏電斷路器11用于風機主回路發(fā)生漏電安全隱患時，自動切斷電源，所述風機變頻器9和風機電機設置在霧炮內(nèi)部，風機變頻器9用于根據(jù)主控制器7調(diào)整信息調(diào)整風機電機工作狀態(tài)；藥泵漏電斷路器12用于藥泵主回路發(fā)生漏電安全隱患時，自動切斷電源，所述藥泵變頻器13和藥泵電機設置在抑塵裝置底部和車體之間，藥泵變頻器13用于根據(jù)主控制器7調(diào)整信息調(diào)整藥泵電機工作狀態(tài)。

罐體水量檢測元件6設置在罐體內(nèi)部，罐體水量檢測元件6用于檢測罐體內(nèi)貯存的水量，并將水量信息發(fā)送給主控制器7；所述霧炮位置檢測元件14和液壓系統(tǒng)15設置在抑塵裝置下部；霧炮位置檢測元件14用于檢測抑塵車工作過程中霧炮的實時位置，并將霧炮位置信息發(fā)送給主控制器7；液壓系統(tǒng)15用于實現(xiàn)抑塵車工作過程中抑塵裝置舉升回落和左右旋轉(zhuǎn)動作。

主控制器7、轉(zhuǎn)換器一8和轉(zhuǎn)換器二10設置在車體尾部下端的控制柜內(nèi)，主控制器7信號輸入端導線連接罐體水量檢測元件6、遙控器2、漏電檢測設備5和霧炮位置檢測元件14，主控制器7信號輸出端導線連接液壓系統(tǒng)15，主控制器7用于接收罐體水量檢測元件6、遙控器2、漏電檢測設備5和霧炮位置檢測元件14發(fā)送的抑塵車的運行狀態(tài)信息，并向液壓系統(tǒng)15發(fā)送動作指令，主控制器7在CAN總線通道一（CAN1）內(nèi)分別連接GPS模塊3、通過轉(zhuǎn)換器一8連接觸摸顯示設備1和通過轉(zhuǎn)換器二10連接發(fā)電機組控制器，主控制器7用于與GPS模塊3、觸摸顯示設備1和發(fā)電機組控制器進行數(shù)據(jù)交換；轉(zhuǎn)換器一8用于主控制器7在ModBus協(xié)議環(huán)境下與觸摸顯示設備1進行實時的數(shù)據(jù)交換；轉(zhuǎn)換器二10用于主控制器7在ModBus協(xié)議環(huán)境下與發(fā)電機組控制器進行實時的數(shù)據(jù)交換；主控制器7在CAN總線通道二（CAN2）內(nèi)分別連接風機變頻器9和藥泵變頻器13，主控制器7用于與風機變頻器9和藥泵變頻器13進行數(shù)據(jù)交換。

本實用新型實現(xiàn)方案思路：在硬件上，使用導線將漏電檢測設備5、罐體水量檢測元件6、霧炮位置檢測元件14、遙控器2接入主控制器7輸入端，將液壓系統(tǒng)14電磁閥接入主控制器7輸出端，將三相電源經(jīng)風機漏電斷路器11和藥泵漏電斷路器12分別接入風機變頻器9、藥泵變頻器13和液壓系統(tǒng)14電機，將風機變頻器9和藥泵變頻器13輸出端分別接入風機電機和藥泵電機。

用主控制器的CAN1接口接入轉(zhuǎn)換器一（CAN-RS485轉(zhuǎn)換器1）8、轉(zhuǎn)換器二（CAN-RS485轉(zhuǎn)換器2）10和GPS模塊3等CAN設備，并在CAN拓撲結(jié)構(gòu)的兩個終端接入120Ω電阻。并將轉(zhuǎn)換器一8輸出端接入觸摸顯示設備1，將轉(zhuǎn)換器二10輸出端接入發(fā)電機組控制器。實現(xiàn)數(shù)據(jù)在觸摸顯示設備1上的顯示和操作者在觸摸顯示設備1上的操作輸入，發(fā)電機組轉(zhuǎn)速、線電壓、報警等信息的讀取和機組啟停的控制以及通過GPS模塊3上傳整車狀態(tài)和接收云端指令。用主控制器7的CAN2接口接入風機變頻器9和藥泵變頻器13，并在CAN拓撲結(jié)構(gòu)的兩個終端接入120Ω電阻。以實現(xiàn)風機變頻器9和藥泵變頻器13數(shù)據(jù)采集和變頻控制等。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。